一种家居型健康服务系统

技术领域

本发明涉及医疗健康技术领域，特别涉及一种家居型健康服务系统。

背景技术

目前，智能音箱产品在市场上出现了各种各样的形态，其在传统音箱的基础上增加了智能化的功能，在技术上，其提供了wifi/BT(蓝牙)等无线连接的功能，可以进行无线通信，在功能上，其提供了音乐、有声读物等无线通讯系统服务，还提供了场景化的智能家居控制服务。

目前的智能音箱一般包括智能语音识别、控制以及功放功能，常规的使用人群一般为年轻人，但是目前老年人反而使用音箱的频率较高，但是目前市场上适用于老年人的音箱功能单一，一般只具备音乐播放功能，不能同时数台音箱相互并联的工作，且常规的音乐数据来源为SD卡或通过蓝牙与智能移动设备连接，但是以上两种连接方式均存在明显缺陷，并不能很好的满足老年人的需求；另一方面，目前我国人口老龄化形势严峻，存在一大批的老年人的身体状况处于没有监管的现状。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种家居型健康服务系统，在传统的老年人使用的音箱的基础上，配备了云端系统平台，使其具备了医疗健康咨询、监管、预诊以及求助等医疗功能；另一方面，大大的拓展了传统的音箱与移动智能设备的数据传递方式，同时也能够方便的实现数台设备联动作业等优点。

本发明所采用的技术方案如下：

一种家居型健康服务系统，包括移动工作端和云端系统平台，所述移动工作端通过无线通讯系统与所述云端系统平台连接；

所述移动工作端包括功放模块、语音输入模块和组网模块；

所述语音输入模块用于收集使用者的语音指令以及健康语音信息；

所述云端系统平台用于接收来自所述语音输入模块的语音指令，并根据该语音指令信息反馈相应的应答信息；同时根据来自所述语音输入模块的健康信息反馈根据此次健康信息生成的健康报告；

所述组网模块用于与使用者的智能移动终端连接或实现数台移动工作端之间相互连接；

所述功放模块将来自使用者的智能移动终端的语音信息以及来自云端系统平台的应答信息和健康报告信息传达给使用者。

在其中一个实施例中，所述语音输入模块包括拾音器，所述拾音器将收集到的使用者的语音指令以及健康语音信息转换成电信号并通过无线通讯系统传送至所述云端系统平台。

在其中一个实施例中，所述云端系统平台用于根据来自所述语音输入模块的语音指令并进行分析，然后自动检索所述云端系统平台中与之对应的医疗信息，再将该医疗信息通过无线通讯系统反馈至所述功放模块；同时，所述云端系统平台根据来自所述语音输入模块的健康信息建立专属于个人的医疗健康模型并自动生成根据此次上传的健康信息的健康报告，然后通过无线通讯系统将该健康报告反馈至所述功放模块。

在其中一个实施例中，所述组网模块包括type-c接口，通过所述type-c接口与使用者的智能移动终端实现信息交互和充电作业；同时，所述组网模块通过内置的手机卡提供的移动网络或WIFI通信的方式实现同时数台移动工作端联动作业。

在其中一个实施例中，所述功放模块包括语音播报器，用于实时将来自使用者的智能移动终端的语音信息以及来自云端系统平台的应答信息和健康报告的内容反馈给使用者。

在其中一个实施例中，所述功放模块还包括触控显示屏，所述触控显示屏用于显示来自使用者的智能移动终端的文字信息以及来自云端系统的应答信息和健康报告的文字内容，同时也用于使用者的指令信息和健康信息的输入。

在其中一个实施例中，所述触控显示屏上设置有摄像头，所述云端系统平台设置在医院，医院工作人员可通过所述云端系统平台和移动工作端对使用者进行医疗方面的随访或使用者可通过所述云端系统平台和移动工作端与医院工作人员实现视频语音通讯。

在其中一个实施例中，所述使用者可通过所述移动工作端和云端系统平台进行预约挂号和挂号收费。

在其中一个实施例中，所述移动工作端还包括身份验证模块，所述身份验证模块用于验证使用者的身份信息以确定该使用者是否有权登录并使用所述移动工作端。

在其中一个实施例中，所述移动工作端还包括紧急呼叫模块，所述紧急呼叫模块用于使用者在紧急时直连各种应急机构。

与现有技术相比，本发明提供的一种家居型健康服务系统，具有以下优点：

1、在传统的老年人使用的音箱的基础上，通过配套一个设置在医院内部的云端系统平台，因而实现了老年人随身的医疗健康咨询、监管、预诊挂号以及紧急求助等医疗功能，有利于对老年人的身体状况进行有效的监控。

2、通过设置组网模块，其包括的type-c接口可以方便的实现与使用者的智能移动终端的快速有效的连接，不仅操作简单，方便老年人的使用，同时还可以同时实现音箱与智能移动终端之间的数据交互和充电作业；另一方面，通过该组网模块，可以方便的实现数台移动工作端之间的联动作业，大大的提高了设备使用的便利性。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图；

图2为本发明中的协议授权的基本流程示意图；

图3为本发明中的知识图谱建立过程示意图；

图4为本发明中的离线批量分析示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种家居型健康服务系统，包括移动工作端和云端系统平台，所述移动工作端通过无线通讯系统与所述云端系统平台连接；

所述移动工作端包括功放模块、语音输入模块和组网模块；

所述语音输入模块用于收集使用者的语音指令以及健康语音信息；

所述云端系统平台用于接收来自所述语音输入模块的语音指令，并根据该语音指令信息反馈相应的应答信息；同时根据来自所述语音输入模块的健康信息反馈根据此次健康信息生成的健康报告；

所述组网模块用于与使用者的智能移动终端连接或实现数台移动工作端之间相互连接；

所述功放模块将来自使用者的智能移动终端的语音信息以及来自云端系统平台的应答信息和健康报告信息传达给使用者。

具体的，使用者在使用本发明的移动工作端前，需经过身份验证模块进行身份验证，验证方法如下：

使用者上传使用者正面、反面、手持使用者证件照片三张，申请成功后由医院人员经云端系统平台审核证件，进行身份核对；

或者，云端系统平台自动对接阿里信息体系和腾讯实名认证体系，实现实名+人脸识别调用，即可免除上传证照繁琐步骤，如发起申请的微信实名与患者一致视为本人，患者本人不需人脸识别步骤；

如发起申请的微信实名与患者不一致视为代办人，医院人员需要调取人脸识别与身份实名信息比对以确定该使用者的身份信息；

身份信息经确认后，如确认无误即可进入该系统进行相应的操作，如未通过身份验证环节，该使用者只能以游客身份进入该系统，以游客身份进行系统，系统不会对其进行的操作信息进行记录和储存。

语音输入模块包括拾音器，利用拾音器以及相关的电路将收集到的使用者的语音指令以及健康语音信息转换成电信号并通过无线通讯系统传送至云端系统平台；云端系统平台用于根据来自语音输入模块的语音指令并进行分析，然后自动检索云端系统平台中与之对应的医疗信息，再将该医疗信息通过无线通讯系统反馈至功放模块；同时，云端系统平台根据来自语音输入模块的健康信息建立专属于个人的医疗健康模型并自动生成根据此次上传的健康信息的健康报告，然后通过无线通讯系统将该健康报告反馈至功放模块；例如，用户通过声音向该设备发布指令，移动工作端就会把这个指令通过无线通讯系统传送至云端系统平台的语音平台进行处理。比如，老人想要了解最新的养生视频，只要对着移动工作端说"康康打开养生"，云端系统平台会马上查阅系统中收集的健康养生信息，然后通过移动工作端通过功放模块把这些信息阅读给用户听；如老人身体不适，突然出现头疼头晕现象，只要对着移动工作端说"康康头疼"，云端系统平台会自动识别此为症状信息，然后询问老年人头疼持续时长，然后通过移动工作端把此症状信息播报给老人，待老人答复头疼持续时长后，继续询问是突然出现的还是慢慢出现的，通过一问一答的方式，收集详细的老人症状信息，问答结束后，系统给出老人症状解决方案，通过推荐营养饮食、生活注意事项等方式帮助老人解决身体不适，并形成专属的电子病历；移动工作端会根据老人症状严重程度，提醒老人是否附近就医，老人语音回复“康康就医”，立即智能推荐就诊医院科室，并提供预约挂号服务，老人通过点击屏幕上的预约挂号服务功能，就可以完成预约挂号服务。移动工作端实现老人动态健康指标数据采集，只要老人对着移动工作端说"康康血压120/80"，云端系统平台会自动判断此信息为当时老人的血压的收缩压、舒张压的数值，完成当天健康打卡。通过老人与移动工作端语音对话，老人直接语音说出体温、血压、脉搏、身高、体重、睡眠时间、血糖和血氧等指标值，云端系统平台自动记录健康状况信息，并根据该健康信息，健康生命质量指标模型并动态更新指标值。

优选的，组网模块包括type-c接口，通过type-c接口与使用者的智能移动终端实现信息交互和充电作业，具备数据传输快捷稳定等优点；同时，当位于户外没有有线网络时，组网模块通过移动工作端内置的手机卡提供的移动网络实现同时数台移动工作端联动作业；当位于室内存在有线网络时，组网模块通过WIFI通信的方式即可实现同时数台移动工作端联动作业。

优选的，功放模块包括语音播报器，用于实时将来自使用者的智能移动终端的语音信息，例如，来自使用者的智能移动终端的音乐播放信息、多媒体语音播放信息等，通过其内部包含的扬声器及时播放；

以及来自云端系统关于使用者咨询的问题的应答信息和根据每次使用者上传的健康信息，云端系统平台自动更新针对每位使用者生成健康模型中的健康指标数值，并制作出相应的健康报告通过扬声器语音播报反馈给使用者，让使用者及时了解自身的身体状况并作出相应的医疗措施，有利于老人的身体健康。

优选的，功放模块还包括触控显示屏，触控显示屏用于显示来自使用者的智能移动终端的文字信息以及来自云端系统的应答信息和健康报告的文字内容，同时也用于使用者的指令信息和健康信息的输入；

通过增设触控显示屏，避免了因部分听力不好的老人出现操作不便的情况出现，同时，使用者还可以通过该触控显示屏输入自己的指令信息，实现了语音和文本双重输入模式，大大的提高了该设备使用的便捷性。

具体的，移动工作端还包括摄像头，所述云端系统平台设置在医院，医院工作人员可通过所述云端系统平台和移动工作端对使用者进行医疗方面的随访或使用者可通过所述云端系统平台和移动工作端与医院工作人员实现视频语音通讯，例如：术后康复情况询问、签约家庭医生定期问诊等等远程与使用者实现语音和视频沟通；

优选的，使用者可通过移动工作端和云端系统平台进行预约挂号和挂号收费；当老人对着移动工作端说“康康预约挂号”，该系统立即智能推荐就诊医院科室，并提供预约挂号服务，老人通过点击屏幕上的预约挂号服务功能，就可以完成预约挂号服务，并在线收取挂号所需的费用，省去了在医院挂号排队缴费等诸多耗费时间的流程。

已安装在手机应用方式、微信小程序、微信公众号或通过浏览器等操作方式可为使用者提供服务顾问、在线咨询、在线购药、在线康复护理服务预约、查看检测报告、查看检查报告、查看电子档案、查看健康生命质量指数、查看健康信用积分指标。

本发明提供的一种家居型健康服务系统，使用者直接通过语音视频对话就可以完成每日健康指标值记录；如出现身体不适，可以直接语音询问，本系统即可提供解决方案；如需要康复护理服务，可直接语音进行预约服务下单；通过语音交流方式对使用者进行心理健康服务，无需操作手机等移动设备，极大的减少使用者操作步骤，增强工作端与使用者之间的使用交流频次；通过提供使用者急需的康复服务、救助服务、咨询服务、健康知识服务、心理辅导服务等服务来监管使用者身体健康情况和心理健康情况。

本实施例中的无线通讯系统，远距离的话可以采用中国移动、中国联通、或中国电信运营的2G、3G、4G、5G移动通信技术，近距离的话可以采用WLAN无线局域网、ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、超宽频(Ultra Wide Band)或近距离无线传输(NFC)，具体采用哪种无线通讯系统可以依据当地的网络建设情况而定。

利用oauth2.0协议，移动工作端通过智能设备控制中枢视频设备对接第三方服务；第三方平台根据协议进行认证授权，认证授权后，可以接入到平台的服务模块中，为使用者提供服务。

如图2所示，协议的基本流程如下∶(1)Client请求RO的授权，请求中一般包含∶要访问的资源路径，操作类型，Client的身份等信息。(2)RO批准授权，并将"授权证据"发送给Client。至于RO如何批准，这个是协议之外的事情。典型的做法是，AS提供授权审批界面，让RO显示批准。(3)Client向AS请求"访问令牌(Access Token)"。此时，Client需向AS提供RO的"授权证据"，以及Client自己身份的凭证。(4)AS验证通过后，向Client返回"访问令牌"。访问令牌也有多种类型，若为bearer类型，那么谁持有访问令牌，谁就能访问资源。(5)Client携带"访问令牌"访问RS上的资源，在令牌的有效期内，Client可以多次携带令牌去访问资源。(6)RS验证令牌的有效性，比如是否伪造、是否越权、是否过期，验证通过后，才能提供服务。

工作端使用系统功能需要先进行实名认证，实名认证是通过用户上传身份证正面照片后，需要进行人脸识别认证，比对身份证照片和人脸照片相识度，85％以上的相识度才认为是相同人；通过系统实名认证后，系统会调用卫健委提供的接口，根据身份证编码获取到使用者基本档案信息，此基本信息形成基本的使用者电子档案信息。

根据使用者基本电子档案信息里面的年龄、性别、婚姻情况、职业、受教育水平、经济情况、身体健康情况、居住情况等指标维度，用训练好的健康生命质量模型，给出使用者初始健康指数。

结合贝叶斯广义线性模型和贝叶斯贝塔回归模型，定义如下两种贝塔混合效应模型，第一个模型假定在所有观察中精度参数是一致的，而第二个模型中包括拟合精度参数的混合效应模型(固定效应和随机效应)。假设y1…，ym是连续独立的随机向量，其中yi＝(yi1…，yini)T代表第i个样本的因变量的观测向量，对于每个向量成分yij，都有其分布区间((0，1)。回归模型如下∶

G(E(yi/bi))＝Xiβ+Zibi

i＝1.........m，其中G(·)是连接条件均值向量E(yi/bi)的向量函数，此函数为线性混合效应模型结构ηi＝Xiβ+Zibi，Xi是与回归系数向量β＝(β1，·…，βip)T(固定效应)对应的nixp设计矩阵，Zi是与向量bi＝(bi1，…，bip)T(随机效应)对应的nixq设计矩阵,

通过使用者实名认证，建立使用者电子档案，根据模型初始化使用者健康指数值。

系统接入设备和服务管理(ETL)系统通过统一适配器接口，接入移动设备，包括手环、血糖监测仪等设备，监管使用者日常健康状况和身体指标告；系统通过统一认证接口，接入检测体检报告服务，康复报告服务；系统通过第三方认证接口，接入第三方提供服务，包括在线购药、预约挂号服务；系统通过对接卫健委等政府接口，获取到使用者档案数据，系统通过对接天猫精灵语音、视频设备，与使用者问答式交流，完成使用者健康指标采集和需求服务的提供。

如图3所示，系统包含有疾病知识图谱和个性化健康饮食知识图谱；一般来说知识图谱存在自顶向下和自底向上两种构建方式，自顶向下是指先为知识图谱定义好本体和数据模式，再将实体加入知识库，这种构建方式需要利用一些现有的结构化知识库作为基础知识库；自底向上指的是从选取的数据源中提取实体，选择置信度高的加入知识库，然后构建顶层的数据模式。本发明提供的系统采用两种方式相结合的构建方式，首先定义最顶层的模式，然后从数据等数据源中抽取高置信度的知识加入知识库，更新数据模式，以自底向上的构建方式为主。

其中，建立疾病知识图谱，利用三甲医院医生整理评审疾病问诊流程和问诊问题，通过无线通讯系统爬取到疾病、症状等医学知识，相互结合，形成自有疾病问诊流程和电子档案；主要是分为以下几步完成∶

知识抽取∶让计算机阅读理解海量医疗文献，抽取针对某种知识总结出上万条书写规律；如针对"疾病<→>症状"的关系，文献中描述方式为∶"(X疾病)的症状有(Y症状)"，"(X疾病)临床表现为(Y症状)"，"(X疾病)容易引起(Y症状)等不适症状"等等；"知识规律"自动发现技术和高性能抽取工具。

知识表示∶包括知识向量化(即医学专业术语与大众语言的对应，比如厌食"属于医学专业术语，对应的大众语言是"吃不下饭"")表示和知识关系概率化(一种疾病可能包括多种症状，一种症状也可能是多种疾病共同拥有的，二者的对应关系有一定概率)表示。逻辑应用∶当用户搜索某种症状后，是否还会有其他伴随症状？这就涉及到查询分析和人机交互，最终呈现搜索结果。

专业审核∶通过计算机学习出来的数据关联，提交给三甲医院医生进行专业知识审核和问诊流程优化，提高知识网络的准确性、完整性和权威性。

建立个性化健康饮食知识图谱，知识图谱的数据主要来源为营养学书籍以及营养师开具的饮食建议中的知识并结合菜谱网站上的饮食文本中的知识，数据层也分为两层∶概念层和实例层，从以上数据源抽取得到的实体成为实例，通过咨询营养师及根据数据分析得到的实体构成概念层。

对营养学知识图谱结构，从结构规范及实体与关系等方面进行定义，并结合实际情况和设计意义进行解释。首先，概述结构与分类，并给出构建原则与模式层与实力层区别，给出公共结构，给出实体分类及各实体的私有属性，给出语义关系定义，给出标注样例及存在意义，并对特殊关系进行解释说明；通过对食谱网站进行数据爬取，并进行整理，再结合实体抽取，以及在半结构化数据中通过规则抽取关系，建立实体以及实体之间关系数据。

使用者根据自身症状情况，语音咨询工作端，工作端会按照使用者的问题给出答案，依照疾病知识图谱，动态进行问题提问，并记录使用者询诊记录，询诊结束后，系统会给出电子病历档案、就医小贴士、以及改善身体状况解决方案，系统根据使用者基本的电子档案信息和问诊记录中自动抽取出来使用者病史信息、过敏信息等，从而可以推荐最符合该用户身体状态的菜品列表。使用者在询诊过程中个人基本信息补充到电子档案中，根据询诊结果报告，动态改变健康生命质量指标。系统根据移动设备采集使用者身体指标，使用者主动上报饮食情况，系统自动记录运动情况，反映出使用者遵循系统推荐的解决方案，系统根据使用者情况，都会增加健康信用积分，此积分是客观指标，更加能表示当前使用者健康情况。

使用者行为分析，使用者在系统中发生的交互事件，通过日志分析引擎，解析当天日志，分析出当天使用者在系统模块中使用时间和模块使用频率，针对每个使用模块给出的健康信用分不同，增加健康信用积分，使用者使用系统频率越高越容易遵循系统给出的自身健康方案。从海量数据中，可以分析用户的行为，从而运用到智能预测或者异常检测中去。

如图4所示，日志经由Flume，入库到Kafka，Spark Streaming去消费Kafka的数据，入库到MySQL；同时还有一部分数据存储HDFS，通过MR和Spark进行离线批量分析。

建立客观健康信用积分指标体系，此数据采集是由社区工作人员采集使用者健康情况、护理工作人员上门评价使用者健康指标、健康营养师根据SF-36量表内容通过提问方式获取使用者生理机能、生理职能、躯体疼痛、一般健康状况、精力、社会功能、情感职能、精神健康、健康变化、通过分析日志获取使用者操作行为，建立使用者的健康信用积分。建立以下评测维度∶①躯体机能维度：自评健康∶考察的是被调查者对自身目前健康状况做出的评价。②日常生活活动能力维度：由基本的日常生活活动能力(BADL)和工具性日常生活活动能力(IADL)两类构成，共12个指标，包括∶控制大小便、自己吃饭、自己穿衣、室内活动、自己上厕所、自己洗澡以及自己修剪脚趾甲、自己做饭、自己理财、自己上下楼、独自乘车、独自外出购物，衡量使用者独立完成这些活动的难易程度。③情绪性格维度：心理状况自评∶考察被调查者对自身心理状况的主观感受。④记忆功能维度：记忆功能可通过短时记忆和长时记忆两个指标进行反映。⑤社会适应维度：社会关系自评∶测量使用者对自己的社会功能如人际关系。在计算指标得分时我们做如下规定∶评定等级为5类的指标，对于正向指标，其得分为它所处的评定等级，而负向指标得分为"6-其所处的评定等级"；评定等级为3级的指标，正向指标得分依次为1、3、5，负向指标依次为5、3、1；评定等级为2级的指标，正向指标得分依次为1、5，负向指标依次为5、1。通过加权平均可得到反映使用者口健康相关生命质量的综合得分。计算公式为∶

ZHJK＝0.376*QTJN+0.215*SHHDNL+0.215*QXXG+0.074*JYGN+0.121*SHSY其中，ZHJK、QTJN、SHHDNL、QXXG、JYGN、SHSY分别代表综合健康、躯体机能、日常生活活动能力、情绪性格、记忆功能和社会适应。同理，通过对各维度下的指标进行加权平均，可计算出使用者在各个维度上的健康水平。此测量工具已在社区使用者群中进行了基于大样本量的信效度验证，分别从结构效度、判别效度、内部信度、分半信度进行了检验，结果显示量表信效度较好。具体信效度指标如下∶信度系数(Cronbachα)为0.789，各维度的信度系数在0.684～0.903之间；两个半量表的相关系数为0.521，总量表的信度测定Equal-length Spearman为0.873，Guttman Split-half为0.865；对结构效度的因子分析显示，Kaiser Meyer Okin(KMO)为0.761，Bartltt'sx2＝14231.9，P<0.001；提取的因素可以解释总方差的67.37％。上指标显示该量表对使用者健康相关生命质量的测量具有较高的信度和效度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。